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1、第3组 宏观经济增长与发展 字数：5000我国R&D投入对经济增长的定量分析赵旭杰 童恒庆 余超（武汉理工大学理学院）【摘要】 科学技术是推动历史的革命力量，是增强国家竞争能力和促进经济增长的关键因素。R&D的经费投入是保证科学技术发展的基础，也是经济增长的内在源泉，但是它在多大程度上影响经济的发展还需要进一步的研究。本文基于我国19802005年的投入产出数据，运用C-D生产函数，采用两步分解的方法定量分析R&D投入对经济增长的影响。第一步测算出全要素生产率（TFP）对国民经济增长的贡献率，第二步测算R&D投入对TFP的贡献率，从而进一步定量揭示R&D投入对经济增长的促进作用并进行讨论。关键
2、词 研究与发展（R&D），全要素生产率（TFP），生产函数，资本存量，贡献率中图分类号 F064.1 文献标识码 AQuantitative Analysis for Influence of R&D Investment on Economic GrowthAbstract: Science and technology are key factors to strengthen national competition ability and promote economic growth. They have the revolutionary power to impel advanc
3、ement of history. Funds for research and development (R&D) is the basis for the advancement of science and technology, it is also the intrinsic motivation for economic growth. However, it is unclear and needs further research that to what extent the R&D investment influences on economy. This paper u
4、ses two-step method to analyze the influence of R&D investment on economic growth with C-D productivity function based on input-output data during 1980 to 2005. First step, we calculate contribution rate of total factor productivity (TFP) to national economy growth. Second step, we calculate contrib
5、ution rate of R&D funds to TFP change. Hence, we can make a quantitative analysis to reveal the promoted effect which R&D investment play on economic growth and make a further discussion.Key words: Research and Development; Total Factor Productivity; Production Function; Capital Stock; Contribution
6、Rate引 言按照经济合作与发展组织（OECD）的权威定义，研究与发展（R&D）“是在一个系统的基础上的创造性工作，其目的在于丰富有关人类、文化和社会的知识库，并利用这一知识进行新的发明”。它的经费投入是保证科学技术得以发展的必要条件与基础，也是促进经济增长的重要条件之一。目前，国际上通常采用R&D活动的规模和强度指标反映一国的科技实力和核心竞争力。20 世纪70 年代中期起，美国国家科学理事会开始发表科学与工程指标系列报告，评价科学技术对经济增长和社会发展所产生的影响。经济合作与发展组织(OECD)于20世纪90 年代开始，就对这一问题进行了研究，从定量的角度分析了企业R&D、公共R&D及国
7、外R&D对全要素生产率(TFP)的影响。TFP 是反映经济发展投入产出效果的综合性指标, 排除了资本和劳动对经济增长的作用。对经济增长的TFP进行分析，并由此探求增长源泉，可为政府制定宏观经济政策和科技政策提供重要的、有价值的信息。我国自上世纪90年代以来，出现了很多关于全国的TFP测算及其对经济增长贡献率的研究，它们从资源配置、制度和科技进步的角度分析了这些因素对1952年以来全国TFP变动的影响，并测算了TFP对我国经济增长的贡献率。但分析R&D投入对国民经济发展贡献率的研究不多，也远没有国外深入。定量测算R&D投入对国民经济发展的影响，一般是采用生产函数模型，用两步分解的方法进行测算。首
8、先，对TFP进行测算。然后，就TFP与R&D经费的定量关系进行分析，进而测算出R&D经费对提高TFP以及对促进经济增长的作用。一、文献回顾全要素生产率（TFP）是反映经济发展投入产出效果的综合性指标。关于这一问题国内外有过许多相关研究。最早定量研究生产率在经济增长中作用的是道格拉斯（P.H.Douglas）。1957年，美国经济学家Solow提出新古典经济增长模型，在技术中性的假设下推导出增长速度方程，分离出技术进步对经济增长的贡献。随后有大量的经济学家进一步研究这一问题，比较突出的是美国经济学家Denison和Jorgenson，前者主要是把投入要素进行了更加详细的分类，然后利用权数合成为总
9、投入指数，后者是用超越对数生产函数的形式在部门和总量两个层次上对生产率进行了度量，已经成为测算全要素生产率最具有代表性的方法。1977年，Aigner，Lovell，Schmidt和Meeusen，van den Broeck分别独立提出了随机前沿生产函数，这个方法实际上分解了TFP的变动源泉，将TFP 变化分解为生产可能性边界的移动和技术效率变化。1978年美国著名运筹学家A.CharnesW.W.Cooper和E.Rhodes首先提出了数据包络分析方法（Data Envelopment Analysis，简称DEA），这种方法直接利用线性优化给出边界生产函数与距离函数的估算，无须对生产函数
10、形式和分布做出假设，从而避免较强的理论约束。但这种方法只适合于面板数据，并不能单独估算出某一主体的全要素生产率增长。全要素生产率理论的研究从最初的余值法发展到随机前沿生产函数法，以DEA为代表的非参数方法使TFP研究进入一个新的阶段。20世纪90年代起，作为技术创新源泉的R&D活动对经济发展的推动作用逐渐受到学者们的关注。经济合作与发展组织（OECD）自20世纪90年代起，从定量的角度分析了企业R&D、公共R&D及国外R&D对全要素生产率（TFP）的影响。按弗拉斯卡蒂手册的定义，研究与发展是“为了增加知识的总量，以及运用这些知识创造新的应用所进行的系统的、创造性的工作”，R&D活动带来新产品、
11、新工艺和新知识，是技术变革的一个主要来源。那么R&D活动对于经济的发展到底起了多大的推动作用，需要我们定量地分析R&D对经济增长的影响。因为R&D贡献属于TFP贡献的一部分，所以定量分析R&D对于GDP的作用，一般采用两步分解的方法。首先，对TFP进行测算；然后，就TFP与R&D经费的定量关系进行分析。二、模型选择1TFP测量上个世纪90年代以来，国内出现了一些测算TFP的研究，且结果相差很大。这些研究的区别主要在于：不同的生产函数假设，不同的要素产出弹性的确定，不同的资本投入和劳动投入的测量。对于生产函数形式，本文选用Cobb-Douglas生产函数。在“希克斯中性”技术进步的假设下，考虑C
12、-D型生产函数： (1)式中为产出，为资本投入，为劳动投入；和分别为产出对资本和劳动力的弹性，且，即规模报酬不变。A 为技术进步参数，即全要素生产率（TFP）。对(1)取自然对数， (2)对于投入要素产出弹性的确定，我们用最小二乘法对生产函数，估计参数，。在要素投入的测量方面，资本和劳动是最常用的两个要素投入，前者相比后者的核算在方法上要复杂一些。我们以资本存量作为资本投入，以劳动者报酬作为劳动投入。中国目前还没有可用的官方资本存量的数据, 需要我们用永续盘存法（PIM）测算。在相对效率几何下降模式下，资本存量估计公式可以简化为： (3)为资本品的折旧率。2R&D投入回归分析模型本文借鉴2的研
13、究成果，根据我国改革开放的实际情况，把TFP的影响因素分为三类：R&D经费投入、产业结构调整和开放因素。可得如下模型： (4)其中,TFP为全要素生产率，RD为R&D经费存量；JG为产业结构，用（第二、三产业的增加值占GDP百分比）/（第一产业增加值占GDP的百分比）表示；KF表示开放因素，用全社会固定资本投资中“利用外资”部分所占百分比表示；、和分别为三类因素的产出弹性。对(4)取自然对数后，我们可以获得如下的基本回归方程： (5)衡量了R&D经费投入对TFP的影响，通过测算，我们可以间接算出R&D对国民经济增长的贡献率。三、数据使用和说明本文的产出、资本投入、劳动投入和R&D投入均以198
14、0年为基期，剔除了价格因素，价格缩减前的原始数据来自中国统计年鉴、新中国五十年统计资料汇编。1产出以1980年为基期，用GDP平减指数对19802005的GDP当年值进行价格缩减，以此数据序列作为产出指标。2劳动投入以1980年为基期，用居民消费价格指数对19802005年的工资总额进行价格缩减，得到工资总额实际值作为劳动投入。3资本投入以资本存量作为资本投入。使用PIM估计资本存量需要四类数据：基期资本存量、投资数据序列、投资价格指数、资本品的折旧率。根据中国的数据情况，把资本品分为建筑和设备两类。分别估计它们的资本存量。投资数据序列。取全社会固定资产投资中建筑和设备的数据序列。基期资本存量
15、。孙琳琳，任若恩（2005）从Yeh（1979）、Maddison（1995）、Feuerwerker（1977）对中国早期投资和GDP估计的研究中推出中国的早期投资流，推导出了1980年基期资本存量。这里我们就用这个数据。投资价格指数。1992年起中国统计年鉴开始公布专门的建筑、设备投资价格指数，在此之前我们需要用其他价格指数代替。19801991年建筑价格指数用商品零售价格指数代替。1980、1985、1989、1990、1991设备、工器具固定资产投资价格指数用工业品出厂价格指数代替，19801991其余年份用商品零售价格指数代替。资本品折旧率。孙琳琳，任若恩（2005）估计出我国建筑的
16、经济折旧率为8%，设备的经济折旧率为17%。4R&D投入严格讲R&D投入应该以R&D资本存量来度量。t期的R&D资本存量可以用过去所有时期的R&D支出现值与t-1期的R&D资本存量现值之和来表示，即 (6)K代表R&D资本存量，E代表R&D支出，k为滞后期，为R&D支出滞后贴现系数，为R&D资本存量的折旧率。因为难以得到R&D支出的滞后结构，一般假定平均滞后期为，并假定期的R&D支出直接构成了时期的R&D资本存量的增量，即时，；时，因而使得。在中国各产业中，假定平均滞后期，则(6)式可以转化为： (7)上式共涉及四个变量：（1）当期R&D支出E的选取；（2）R&D支出价格指数的构造，以将各期R
17、&D支出折算为以不变价格表示的R&D支出；（3）折旧率的确定；（4）基期R&D资本存量的确定。当期R&D支出。本文对R&D资本存量的估算以1980年为基期，截至2005年。在新中国五十年统计资料汇编中可以直接得到1980到1998年的我国当年价的R&D支出额（研究与试验经费支出）。1999至2005年的当年价R&D支出额可从科技部公布的中国科技统计数据中得到。R&D支出价格指数。我们借鉴Jaffe的方法，将R&D支出价格指数表示为非金融企业中工资价格指数和GNP隐含价格指数的加权平均值，前者权重为0.49，后者权重为0.51。折旧率。15%是文献中广泛使用的R&D资本存量折旧率，我们也使用这个
18、数据。基期R&D资本存量。假定R&D资本存量K的平均增长率等于R&D支出E的平均增长率，即，其中为E的平均增长率。由此可得，当t=1时，。又由(7)式可得，t=1时，。两式联立，可计算出基期R&D资本存量为： (8)5产业结构产业结构可以用GDP总量中不同产业的比重表示2。为了减少变量的个数，考虑到我国现阶段结构变化的主要特征是第一产业比重下降，二、三产业上升的情况，我们用第二、三产业与第一产业增加值的比表示产业结构。当产业结构不断提升时，这一指标数值也应不断上升。这里涉及到的数据均可以在中国统计年鉴中得到。6对外开放对外开放的作用以全社会固定资产投资中“利用外资”部分所占百分比表示2。因为外
19、商投资与TFP具有较高的相关性。这组数据也可以在中国统计年鉴中得到。由此得到相关数据如下。第二至第五列的数据均是以1980年为基期的不变价，第六、七列是比值，不受价格因素影响。其中，1980年对外开放数据的缺失并不影响后面的计算，理由在相关计算时给出。表 1 19802005年相关经济指标数据年份产出资本投入劳动投入R&D投入产业结构对外开放19804545.66959.352772.4269.35234.3819814786.37149.076800290.22216.493.819825213.97345.829844311.33202.194.919835783.47767.924876
20、.7341.95204.14.719846661.88319.8681035.1375.01214.013.919857557.49127.3461155.4403.41254.743.619868226.710295.0301301.7430.16271.764.419879184.011677.8541375.1451.2276.334.8198810212.413231.3121424.5469.6292.665.9198910633.514840.7811365.9488.27301.96.6199011039.515676.0051493.5505.19272.096.3199112
21、054.016428.0991626.2528.11311.865.7199213771.617447.1231812557.04364.25.8199315690.019083.5811971.2589.42413.037.3199417739.421476.0982150621.63408.889.9199519680.724397.5692234.5653.33405.7711.2199621654.027468.5892312.8692.42412.5911.8199723665.930872.3622330.4747.28453.6310.6199825522.334786.8622
22、321.8800.33477.399.1199927466.239217.5502502921.88516.426.7200029776.343334.7902688.21082.67574.195.1200132251.545862.1602964.41241.04606.714.6200235185.048841.4103324.31422.03641.034.6200338707.053335.2883680.41618.2695.764.4200442611.559365.7744059.61856.58662.934.4200546968.967985.2744670.7269.35
23、693.594.2四、R&D投入对经济增长的定量分析1. TFP的测算根据式(2)及以上数据可以测算19802005年的TFP及其增长率。表 2 我国各年度全要素生产率及其增长率年份TFP指数TFP增长率（）1980100.001981102.062.061982106.694.541983112.985.891984115.392.131985118.232.461986114.18-3.431987116.692.21988120.092.921989121.140.881990116.90-3.51991119.362.11992125.184.671993130.764.4619941
24、33.572.151995136.742.381996139.722.181997143.973.041998147.082.161999143.79-2.232000143.19-0.422001143.390.142002142.92-0.332003139.63-2.32004135.95-2.632005128.53-5.46由上表可见，19802005年的TFP的平均增长率为1.6%，对经济增长的贡献率达18.07%.2. 测算R&D投入对TFP增长的影响因为前面测算R&D资本存量时做了科研投入滞后期为1年的假设，所以这里下面的回归结果是基于R&D投入滞后一年所得（因此表1中1980
25、年对外开放数据的缺失并不影响计算）。F检验值：94.539，R=0.94由结果可见，R&D投入、产业结构调整及开放因素对TFP的产出弹性分别是0.113、0.102和0.107，也就是说其他因素不变时，1%的R&D投入增长带来0.113%的TFP增长；1%的产业结构提升带来0.102%的TFP增长；1%的开放程度扩大带来0.107%的TFP增长。五、结 论1为了分析我国经济增长的要素贡献问题，我们定量分析了资本投入、劳动投入和全要素生产率对GDP的产出贡献。在19802005年这个时期内，资本投入对经济增长的贡献率为44.64%，劳动投入对经济增长的贡献率为37.29%，而TFP对我国经济增长
26、的贡献率则只有18.07%。总体来看，中国的经济增长是投入增长推动型，而资本投入增长推动又占主体地位。1980年以来，全要素生产率并没有保持较高增速。2虽然TFP对经济增长的贡献不是很高，但是我们通过偏相关分析，在控制资本和劳动投入增长对产出增长的影响下，得到TFP增长和经济增长的相关系数为0.995，显著性概率p=0.000，说明TFP增长和经济增长之间存在显著性相关关系。TFP增长的快慢直接影响到GDP的增长速度。另外分析得出，TFP增长越快，对GDP的增长贡献率越大。3通过对TFP与R&D投入的定量分析，我们得出从19802005年R&D投入增长对TFP增长的贡献率为67.94%。说明T
27、FP增长主要取决于R&D投入的增加，那么增加R&D的投入力度必定带来TFP的提高，从而对经济增长产生很大的影响。4中国必须加大R&D的投入，制定相对有效的R&D政策，不仅政府要加大对基础研发的投入，还应鼓励企业增加研发投入，并创造环境吸收国外的研发资本。只有重视了研发要素的作用，才能加快科技进步，使我国的经济发展走上依靠科技进步的轨道。参考文献1 孙琳琳，任若恩：中国资本投入和全要素生产率的估算，世界经济，2005年第12期。2 王英伟，成邦文：我国研究与发展对全要素生产率影响的分析，科技管理研究，2005年第6期。3 李京文，龚飞鸿，明安书：生产率与中国经济增长，数量经济技术经济研究，199
28、6年第12期。4 张军，章元：对中国资本存量K的再估计，经济研究，2003年第7期。5 吴延兵，R&D存量、知识函数与生产效率，经济学，2006年第3期。6 Jaffe, Sidney A., A Price Index for Deflation of Academic R&D Expenditure. Washington, D.C.: National Science Foundation, 72-310, 1972.7 Jaffe, Adam B., Demand and Supply Influences in R&D Intensity and Productivity Growth. The Review of Economics and Statistics, vol. 70, no. 3, pp. 431-437, 1988.
